Claude Elwood Shannon (30. travnja 1916 - 24. veljače 2001) je američki matematičar , elektrotehničar i šifrer poznat kao "otac teorije informatike ". [1] [2]

Shannon je poznat po tome što je osnovao teoriju informacija s orijentir papira koji je objavljen u 1948. On je možda jednako dobro poznat za osnivanje digitalni sklop teorije dizajna u 1937, kada je kao 21-godišnjeg stupnjeva magistarskog studija na Massachusetts Institute of Tehnologija (MIT), napisao je svoju tezu dokazuje da električni aplikacije Booleova algebra mogao konstruirati bilo logično, numerički odnos. [3] Shannon doprinijeli području kriptoanalize za nacionalnu obranu tijekom Drugog svjetskog rata , uključujući i njegov osnovni rad na codebreaking i siguran telekomunikacije .Djetinjstvo [ uredi ]

Shannon je rođen u Petoskey, Michigan i odrastao u Gaylord, Michigan . [4] Njegov otac, Claude, S. (1862 - 1934), potomak ranih naseljenika iz New Jersey , bio je self-made poduzetnik, a za a, sudac testamenta . Shannon majka Mabel Wolf Shannon (1890-1945), bio je učitelj jezika, a za nekoliko godina bila je ravnatelj Gaylord High School .

Većina prvih 16 godina Shannon života proveo je u Gaylord, gdje je pohađao javnu školu, prelaskom iz Gaylord High School u 1932. Shannon je pokazao sklonost prema mehaničkim i električnim stvari. Njegovi najbolji ispitanici su znanost i matematika, i kod kuće je izgrađena takve uređaje kao modeli aviona, radio-kontrolirani modela broda i bežične telegrafski sustav u kući prijatelja pola milje daleko. Dok je odrastao, on je radio pod Andrew Coltrey kao glasnik za Western Union tvrtke.

Njegov heroj iz djetinjstva je Thomas Edison , koji je kasnije saznao je daleki rođak. Oboje su bili potomci Johna Ogden (1609-1682), kolonijalni vođa i predak mnogih uglednih ljudi. [5] [6]

Shannon je bio apolitičan i ateist . [7]

Logički sklopovi [ uredi ]

Godine 1932., Shannon je ušao u University of Michigan , gdje je zauzeo kurs koji ga je uveo u radu George Boole . Diplomirao je 1936. godine s dva prvostupnika stupnjeva u elektrotehnici i matematike .

Godine 1936, Shannon je počeo njegov studij elektrotehnike na MIT-u, gdje je radio na Vannevar Bush je diferencijalni analizator , rani analogni računalu . [8] Za vrijeme studija komplicirano ad hoc krugovi ovom analizatoru, Shannon dizajniran prebacivanje krugove na temelju Boole-a pojmovi. U 1937, on je napisao njegov magisterij rad, simboličku Analiza Relay i sklopovima , [9] je objavio rad iz ovog rada u 1938. [10] U ovom radu, Shannon dokazao da su njegovi prekidačem sklopovi mogu se koristiti za pojednostavljenje raspored od elektromehaničkih releja koji su se koristili zatim u telefonskom razgovoru za usmjeravanje sklopke . Zatim je proširio taj koncept, dokazujući da su ti krugovi bi mogao riješiti sve probleme koji Booleova algebra mogao riješiti. U posljednjem poglavlju, on predstavlja dijagrame nekoliko krugova, uključujući i 4-bitni punom zbrajala. [9]

Koristeći ovu nekretninu električnih prekidača za provedbu logika je osnovni koncept koji je temelj svih elektroničkih digitalnih računala . Shannon rad postao temelj digitalnog sklopa dizajna, kao što je postao naširoko poznat u elektrotehnike zajednice za vrijeme i nakon Drugog svjetskog rata . Teoretski strogost Shannon djela zamijenjena ad hoc metode koje su prethodno jača. Howard Gardner naziva Shannon teza "vjerojatno najvažniji, a ujedno i najviše istaknuo, magistarski rad iz st." [11]

Shannon Doktorirao stupanj iz MIT-u 1940. Vannevar Bush je predložio da Shannon bi trebao raditi na njegovu disertaciju na Cold Spring Harbor Laboratory , kako bi se razvio matematičke formulacije za mendelovski genetike . Ovo istraživanje je rezultiralo Shannon dr.sc. teza, pod nazivom Algebra za teorijsku Genetics. [12]

Godine 1940., Shannon je postao nacionalni znanstveni savjetnik na Institutu za Advanced Study u Princetonu, New Jersey . U Princeton, Shannon je imao priliku raspravljati svoje ideje s utjecajnim znanstvenika i matematičara kao što su Hermann Weil i John von Neumann , i on je imao povremene susrete sa Albert Einstein i Kurt Gödel . Shannon je radio slobodno po disciplinama, a ta sposobnost može doprinijeti svom kasnijem razvoju matematičke teorije informatike . [13]

Ratna istraživanja [ uredi ]

Shannon tada pridružio Bell Labs za rad na sustavima za gašenje kontrolne i kriptografije za vrijeme Drugog svjetskog rata, na temelju ugovora s odjeljkom D-2 (odjeljak Sustavi kontrole) Nacionalnog obrambenog istraživanja odbora ( NDRC ).

Shannon se pripisuje pronalazak grafova signala protoka , u 1942. On je otkrio topoloških dobitak formulu dok istražuje funkcionalnog rada analogni računalu. [14]

Za dva mjeseca početkom 1943. godine, Shannon je došao u kontakt s vodećim britanskog matematičara Alana Turinga . Turing je bio objavljen u Washington podijeliti s US Navy 's cryptanalytic usluge metode koje koristi kod i Cypher School britanska vlada u Bletchley Park razbiti šifre koje koriste Kriegsmarine podmornice na sjeveru Atlantskog oceana . [15] On je također bio zainteresiran za Šifriranje govora te u tom kraju proveo neko vrijeme u Bell Labs. Shannon i Turing sreo na teatime u kantini. [15] Turing je pokazao Shannon njegov 1936 papir koji definira što je danas poznato kao " univerzalni Turingov stroj ", [16] [17] to impresioniran Shannon, kao i mnoge njegove ideje dopunjena njegovu vlastiti.

Godine 1945., kad je rat bližio kraju, NDRC je izdavanje sažetak tehničkih izvješća kao posljednji korak prije njegovog eventualnog zatvaranja. Unutar volumena na gašenje požara poseban esej pod nazivom Podaci za glatku i Predviđanje pozar-Control Systems, objavljenih u suautorstvu Shannon, Ralph Beebe Blackman i Hendrik Wade Bode , formalno tretira problem zaglađivanje podataka u vatru kontrole analogno je " problem odvajanja znak od uplitanja buke u komunikacijskim sustavima. " [18] drugim riječima, po uzoru problem u smislu podataka i obrade signala i time najavio dolazak informacijskom dobu .

Shannon rad na kriptografije je još više usko povezana s kasnijim publikacijama o teoriji komunikacije . [19] Na kraju rata, pripremio je razvrstan memorandum za Bellovi Labs pod nazivom "Matematički Teorija Kriptografija", od rujna 1945. godine otkriveni verzija ovog rada bio je objavljen u 1949 kao " teoriji komunikacije tajnosti Systems " u Bell System Technical Journal . Ovaj rad uključeni su mnogi od pojmova i matematičke formulacije koje se također pojavio u njegovom matematičkom teorije komunikacije . Shannon je rekao da su njegovi ratni uvid u teoriji komunikacije i kriptografije istodobno razvija i da "su bili tako blizu jedan drugome da ih ne može razdvojiti." [20] U fusnoti blizu početka povjerljivih izvještaja, Shannon objavio svoju namjeru da se "razvije ovi rezultati ... u narednom memoranduma o prijenosu informacija. " [21]

Dok je bio u Bell Labs, Shannon dokazao da je kriptografski jednokratno jastučić je neraskidiva u svom tajnih istraživanja koje je kasnije objavljen u listopadu 1949. On je također pokazalo da je bilo neraskidiva sustav mora imati u biti iste karakteristike kao jednokratnu pada: ključ mora biti uistinu slučajan, kao što je velika kao čistim, nikada ponovno koristiti u cijelosti ili djelomično, te se drže u tajnosti. [22]

Kasnije u američki projekt Venona , navodni "jednokratni podmetač" sustav od strane Sovjeta djelomično bio slomljen od strane Agencije za nacionalnu sigurnost , ali to je zbog zloupotreba jednokratnih jastučića po sovjetskim kriptografskim tehničara u SAD-u i Kanada. Sovjetska tehničari napravio pogrešku koristeći iste jastučići više od jednom nekad, a to je primjećen od strane američkih kriptoanaliza .

Informacije teorija [ uredi ]

Godine 1948., obećana Memorandum pojavio kao "matematička teorija komunikacije", članak u dva dijela u srpnju i listopadu pitanjima Bell System Technical Journal. Ovaj se rad bavi problemom kako najbolje kodirati informaciju pošiljatelju želi prenijeti. U ovom temeljnom radu je korišten alat u teoriji vjerojatnosti, razvijen od strane Norbert Wiener , koji su u svojim usponu fazama kada se nanosi na teoriji komunikacije u to vrijeme. Shannon razvijen informacijski entropija kao mjera neizvjesnosti u poruci, dok u suštini izmišljanje područje teorije informacija .

Knjiga, koautor sa Warren Weaver , matematička teorija komunikacije, ponovo ispisuje Shannon 1948 članak i Weaver popularizacije nje, koja je dostupna na ne-stručnjaka. Warren Weaver je istaknuo da informacije riječ u teoriji komunikacije se ne odnose na ono što ne reći, ali ono što mogu reći. To je, informacija je mjera nečije slobode izbora kad se odabire poruku. Shannon koncepti su također popularizirao, u skladu s vlastitom lekturu, u John Robinson Pierce je simboli, signala i buke.

Informativna teorija je temeljni doprinos obradom prirodnog jezika i računalne lingvistike i dalje je osnovan 1951. godine, u svom članku "Predviđanja i entropije tiskanih engleskom jeziku", pokazujući gornje i donje granice od entropije o statistici engleski - davanje statistički temelj za analizu jezika. Osim toga, on je dokazao da liječenje razmak kao 27. slovo abecede zapravo smanjuje neizvjesnost u pisanom jeziku, pružajući jasnu mjerljive vezu između kulturne prakse i vjerojatnosni spoznaje.

Još jedan značajan rad objavljen u 1949. je "Komunikacija Teorija tajnosti sustava", A otkriveni inačica njegov ratni rad na matematičku teoriju kriptografije, u kojoj je pokazao da su svi teorijski neraskidiva šifre moraju imati iste uvjete kao i jednokratne pada. On je također zaslužan za uvođenje teorije uzorkovanja , koja se bavi predstavlja signal kontinuirano vremenu iz (uniformi) diskretnim skupom uzoraka. Ova teorija je bitno u omogućavanju telekomunikacije za prelazak iz analognog u digitalni programi sustava u 1960. i kasnije.

On se vratio na MIT održati obdaren stolica u 1956.

Nastava na MIT-u [ uredi ]

U 1956 Shannon pridružio MIT sposobnost za rad u istraživačkom laboratoriju za elektroniku (RLE). On je nastavio da služi na MIT fakultetu do 1978. godine.

Kasnije život [ uredi ]

Shannon razvio Alzheimerove bolesti . Njegovi Posljednjih nekoliko godina proveo je u staračkom domu u Massachusettsu nesvjesni čuda digitalne revolucije koju je pomogao stvoriti. Umro je 2001. godine bio je preživio po njegovu ženu, Mary Elizabeth Moore Shannon, njegov sin, Andrew Moore Shannon, njegove kćeri, Margarita Shannon, njegova sestra Catherine Shannon Kay i sa svoja dva unuke. [23] [24] Njegova supruga naveo u svom nekrologu koji bi, da nije bilo Alzheimerovu bolest, "On bi bio smeten" od svega toga. [25]

Hobi i izumi [ uredi ]

MiniVac 601 , digitalno računalo trener designed by Shannon.

Izvan njegovih akademskih potrage, Shannon je bio zainteresiran za žonglerskim , Uniciklizam i šahu . On je izumio mnoge uređaje, uključujući i rimskim brojevima računalo naziva THROBAC, žongliranje strojevi i truba na plamenu bacanje. [26] Jedan od njegovih duhovitih uređaja je kutija držati na njegov stol pod nazivom " Ultimate Machine ", utemeljen na ideja by Marvin Minsky . Inače bezizražajan, okvir posjedovao jedan prekidač na svojoj strani. Kada je prekidač je zrcaljeno, poklopac kutije otvoriti i mehanička ruka ispružila, zrcaljeno off prekidač, a zatim povučena natrag u kutiju. Obnovljeni interes u "Ultimate Machine" je nastao na YouTubeu i Thingiverse . Osim toga on je izgradio uređaj koji bi mogao riješiti Rubikova kocka slagalice. [5]

Shannon dizajnirao MiniVac 601 , digitalni računalni trenera naučiti poslovne ljude o tome kako računala funkcionirala. To je bio prodan od strane znanstvenog razvoja Corp početkom 1961. godine.

On također smatra co-izumitelj prvog nosive računala uz Edward O. Thorp . [27] Uređaj je korišten kako bi se poboljšala izglede kada se igraju rulet .

Osobni život [ uredi ]

Shannon upoznao svoju suprugu Betty kad je bila brojčana analitičar u Bell Labs. Oni su se vjenčali 1949. godine [23]

Shannon je imao troje djece, Robert James Shannon, Andrew Moore Shannon i Margarita Shannon. Njegov najstariji sin, Robert Shannon je umro kad je imao 45 godina u 1998. godini.

Priznanja [ uredi ]

U spomen Shannon postignuća, bilo proslave njegov rad u 2001. godini.

Trenutno je šest statua Shannon oblikovana Eugene lijepa : jedan na Sveučilištu u Michiganu, jedan na MIT-u Laboratoriju za informacijske i sustava odlučivanja ; jedan u Gaylord, Michigan, jedan na University of California, San Diego ; jedan po Bell Labs; a drugi na AT & T Shannon Labs . [28] Nakon raspada sistemskog zvona , od strane Bell Labs koji je ostao s AT & T Corporation je dobio ime Shannon Labs u njegovu čast.

Prema Neil Sloane , AT & T suradnik koji je zajedno uredio Shannon veliku zbirku radova u 1993, perspektive uveo Shannon teoriji komunikacije (sada se zove informacije teoriji) je temelj za digitalne revolucije , a svaki uređaj sadrži mikroprocesor ili mikrokontroler je konceptualni potomak Shannon objave u 1948: [29] . ".. On je jedan od velikana ovog stoljeća bez njega, niti jedna od stvari koje znamo i danas bi postojala cijela digitalna revolucija započela s njim" [25] jedinica Shannon je nazvana po Claude Shannon.

Ostali radovi [ uredi ]

Shannon i njegova elektromehanički miša Tezej (nazvana po Tezej iz grčke mitologije), koji je pokušao da se riješiti labirint u jednom od prvih eksperimenata u umjetnoj inteligenciji .

Shannon miš [ uredi ]

Tezej, nastao je 1950. godine, bio je magnetska miš kontrolira relej sklop koji je omogućio da se presele oko labirint od 25 kvadrata. Njegove dimenzije su iste kao one od prosječnog miša. [2] Konfiguracija labirint je fleksibilan i može se mijenjati po volji. [2] Miš je dizajniran za traženje kroz hodnike dok ga pronašao metu. Nakon što je putovao kroz labirint, miš će tada biti smještena bilo gdje je bilo prije i zbog prethodnog iskustva može ići direktno do cilja. Ako se u nepoznatom teritoriju, to je bio programiran da traži sve dok se ne postigne poznatoj lokaciji, a onda bi se nastaviti do cilja, dodajući nova znanja na svoju memoriju na taj način učenja. [2] se pojavljuje Shannon miš da su prvi umjetni uređaj za učenje od svoje vrste. [2]

Shannon računalo šah programa [ uredi ]

Godine 1950., Shannon objavio rad na računalnom šahu pod nazivom Programiranje računala za igranje šaha. Ona opisuje kako se stroj ili računalo može se igrati razumnu partiju šaha . Njegov postupak ima računalo odlučuje o koje se kreću da je minimax postupak, na temelju evaluacije funkcije određenog šah poziciju. Shannon je dao grubi primjer funkcionalne evaluacije u kojoj vrijednost crne položaju oduzeta je od one bijele pozicije. Materijal zabilježena u skladu s uobičajenim šah komada relativna vrijednost (1 bod za pijuna, 3 boda za viteza ili biskup, 5 bodova za topa i 9 bodova za kraljice). [30] On je smatrao neke položajne čimbenike, oduzimanjem ½ bod za svaki udvostručio pijuni , nazadan pješaka i izolirani pješaka . Još pozicijski faktor u funkciji evaluacije je mobilnost , dodajući 0,1 bod za svaki pravni potez na raspolaganju. Konačno, on smatra mat biti hvatanje kralja, i ​​dao kralja, umjetne vrijednosti od 200 bodova. Citiram iz novina:

Koeficijenti .5 i .1 su samo piščev gruba procjena. Nadalje, postoje mnogi drugi pojmovi koji bi trebali biti uključeni. Formula je dano samo kao primjer. Mat je umjetno uvršten ovdje dajući mu otkriti veliku vrijednost 200 (nešto veća od najveće od svih drugih uvjeta će učiniti).

Funkcija procjena je jasno za ilustrativne svrhe, kao i Shannon navedeno. Na primjer, u skladu s funkcijom pijuni da udvostručen kao izolirani bi nikakvu vrijednost, što je jasno nerealno.

Kartica brojanje u Las Vegas [ uredi ]

Shannon i njegova žena Betty također se koristi da ide vikendom u Las Vegasu s MIT matematičar Ed Thorp, [31] i napravili vrlo uspješnih pohoda u blackjack koriste igra teorija metodama tipa co-razvijen s kolegom Bell Labs suradnik Johna L. Kelly Jr. , fizičar, temelji se na principima teorije informacija. [32] Njegova metoda, poznata kao velikog i malog metode, metodologija count razina 1, radi dodavanjem 1, 0 ili -1 ovisno o karticama koje se pojavljuju. [33] [34] Shannon i Thorp također izumio mali, concealable računalo kako bi im pomogla izračunati koeficijente dok kockanje. [35] Oni se obogatio, kao što je opisano u knjizi Fortune Formula strane Williama Poundstone i potkrijepljena spisima ELWYN Berlekamp , [36 ] Kelly asistentica u 1960. i 1962. [3] Shannon i Thorp također primjenjuje istu teoriju, kasnije poznat kao kriterij Kelly , na burze s još boljim rezultatima. [37] Claude Shannon kartica Brojač tehnike objašnjeno u Bringing Down Kuća je najprodavanija knjiga objavljena 2003. godine o MIT Blackjack Team strane Ben Mezrich . U 2008. godini, knjiga je adaptirana je u dramskom filmu pod nazivom 21 .

Shannon maksima [ uredi ]

Shannon formulirao verziju Kerckhoffs 'principu kao "Neprijatelj zna sustava". U ovom obliku je poznat kao "Shannon maksimom".

Komemoracijama [ uredi ]

Shannon Stogodišnjica [ uredi ]

Ambox struja red.svg

Ovaj dio je zastario. Ažurirajte ovaj članak odražavati nedavne događaje ili novo dostupnih podataka. (Travanj 2016.)

Claude Shannon Centenary

Shannon Centenary, 2016, obilježava život i utjecaj Claude Elwood Shannon na obljetnici njegova rođenja 30. travnja 1916. To je inspiriran dijelom od strane Alan Turing godine . Ad hoc odbor IEEE Information Theory društva , uključujući Christina Fragouli, Rüdiger Urbanke, Michelle Effros, Lav Varshney i Sergio Verdu , [38] koordinira svijetu događaje. Inicijativa je objavljena u povijesti ploči na 2015 IEEE Informacije teorija radionica Jeruzalem [39] [40] a Newsletter IEEE Informacije teorija društva. [41]

Detaljan popis potvrđenih događanja dostupan je na web stranici IEEE Information Theory društva. [42]

Neke od planiranih aktivnosti su:

Bell Labs , održat će se prvi Shannon konferenciji o budućnosti u informacijskom dobu 28. travnja - 29. 2016 u Murray Hill, NJ slaviti Claude Shannon i nastavak utjecaj njegove ostavštine na društvo. Događaj uključuje keynote govora po svjetskim zvijezdama i vizionare informacijsko doba, koji će istražiti utjecaj teorije informacije o društvu i našem digitalnom budućnosti, neformalne sjećanja i vodeće tehničke prezentacije o naknadnim svezi rada u drugim područjima kao što su bioinformatika, gospodarskim sustavima, i društvene mreže. Tu je i studentski natječaj

Bell Labs će pokrenuti web izložbu 30. travnja 2016. godine, kronike Shannon zapošljavanje u Bell Labs (pod ugovorom o NDRC vlade SAD), njegov daljnji rad tamo od 1942. godine kroz 1957., a detalje Odjel za matematiku. Izložba će također prikazati BIOS kolega i rukovoditelja tijekom njegova mandata, kao i izvorne verzije neke od tehničkih memoranduma koji je potom postao poznat u tiskanom obliku.

Republika Makedonija planira prigodni žig. USPS prigodna poštanska marka se predlaže, s aktivnim peticiju. [43]

Dokumentarac o Claude Shannon i na utjecaj teorije informatike se proizvodi Sergio Verdu i Mark Levinson .

Trans-Atlantic slavlje oba George Boole-a dvjestogodišnjica i Claude Shannon obljetnice, koja se na čelu s University College Cork i Massachusetts Institute of Technology. Prvi događaj je radionica u Cork, kada Boole susreće Shannon, [44] i da će nastaviti s eksponatima na Bostonskom muzeju znanosti i na MIT muzeja . [45]

Mnoge organizacije diljem svijeta drži svetkovanja događaje, uključujući Boston Muzej znanosti, Heinz-Nixdorf muzej, u Institutu za Advanced Study, Technische Universität Berlin, University of South Australia (UNISA), Unicamp (sveučilišta u Estadual de Campinas), Sveučilište Toronto, Kineskog sveučilišta u Hong Kongu, Sveučilište u Kairu, Telecom ParisTech, National Technical University of Athens, Indian Institute of Science, Indian Institute of Technology Bombay, Nanyang Technological University u Singapuru, Sveučilišta Maryland Sveučilišta Illinois u Chicagu, École Polytechnique Federale de Lausanne, The State University Pennsylvania (Penn State), University of California Los Angeles, Massachusetts Institute of Technology, Chongqing University of pošta i telekomunikacije , te Sveučilište Illinois u Urbana-Champaign.

Niz geocache , posvećena radu Claude Shannon, bit će raspoređeno u Münchenu, Njemačka. Prvi Cache je već postavljen. [46]

Logo koji se pojavljuje na ovoj stranici se putem javnog poziva na Crowdspring. [47]

Nagrade i priznanja Lista [ uredi ]

Shannon Nagrada Claude E. osnovana je u njegovu čast; bio je i njen prvi dobitnik, 1972. [48]

Alfred Nobelovac , 1939 (nagrada društava niskogradnje u SAD-u)

Morris Liebmann Memorial Prize iz Institute of Radio Engineers , 1949. [49]

Sveučilište Yale (Master of Science), 1954

Stuart Ballantine medalja na Institutu Franklin , 1955

Corporation Award istraživanja , 1956

University of Michigan , počasni doktorat, 1961

Rice University Medalja časti, 1962

Sveučilište Princeton , počasni doktorat, 1962

Marvin Kelly nagrada J. , 1962

Sveučilište u Edinburghu , počasni doktorat, 1964

Sveučilište u Pittsburghu , počasni doktorat, 1964

Medal of Honor u Udruženje inženjera elektrotehnike , 1966. [50]

Nacionalna medalja znanosti , 1966., predstavio je predsjednik Lyndon B. Johnson

Zlatna ploča nagrada , 1967

Northwestern University , počasni doktorat, 1970

Harvey nagrada je Technion u Haifi , Izrael , 1972

Royal Netherlands akademija znanosti i umjetnosti (KNAW), vanjska člana, 1975 [51]

Sveučilište u Oxfordu , počasni doktorat, 1978

Jacquard Josip nagrada, 1978

Pender Harold nagrada, 1978

Sveučilište East Anglia , počasni doktorat, 1982

Sveučilište Carnegie Mellon , počasni doktorat, 1984

Audio Engineering Society zlatnu medalju, 1985

Nagrada Kyoto , 1985

Sveučilište Tufts , počasni doktorat, 1987

Jember University , diploma, 1990

University of Pennsylvania , počasni doktorat, 1991

Osnovna Istraživanje nagrada , Eduard Rhein Foundation , Njemačka , 1991 [52]

Nacionalni inovatora Hall of Fame primljen, 2004